Línea de Kármán

Los gases atmosféricos refractan luz con longitud de onda del azul más que cualquier otra longitud de onda de la luz visible, haciendo que aparezca un halo azul en los límites de la Tierra. Donde acaba el halo, acaba la atmósfera y empieza el espacio exterior.

Se define la línea de Kármán como el límite entre atmósfera y espacio exterior, a efectos de aviación y astronáutica. Esta definición es aceptada por la Federación Aeronáutica Internacional, que es una organización dedicada al establecimiento de estándares internacionales y reconocedora de los récords en aeronáutica y astronáutica.

Su altura fue estimada en 100 km sobre el nivel del mar por Theodore von Kármán, calculando la altura a la que la densidad de la atmósfera se vuelve tan baja que la velocidad de una aeronave para conseguir sustentación aerodinámica mediante alas y hélices debería ser equiparable a la velocidad orbital para esa misma altura, por lo que alcanzada esa altura por esos medios ya no serían necesarias las alas para mantener la nave.

Definición

Un ambiente no termina abruptamente en cualquier altura determinada, pero se hace cada vez más delgada con la altitud. También, dependiendo de cómo las diferentes capas que conforman el espacio alrededor de la Tierra se definen (y dependiendo de si estas capas son considerados como parte de la atmósfera real), la definición del borde del espacio podrían variar considerablemente : Si hubiera que considerar la termosfera y exosfera parte de la atmósfera y no de espacio, uno podría tener que ampliar el límite de espacio de al menos 10 000 km (6213,7 mi; 6213,7 mi) sobre el nivel del mar. Así, la línea de Kármán es una definición arbitraria sobre la base de las siguientes consideraciones:

Un avión sólo se queda en el cielo si está constantemente viajando hacia delante con respecto al aire (velocidad del aire no depende de la velocidad con respecto a tierra), de modo que las alas pueden generar la elevación. Cuanto más fino sea el aire, más rápido el avión tiene que ir para generar sustentación suficiente para mantenerse.

Si el coeficiente de sustentación para un ala a una especificada ángulo de ataque es conocido (o estimado usando un método tal como la teoría delgada superficie de sustentación).

La órbita de una nave espacial sólo se queda en el cielo si el componente centrífuga de su movimiento alrededor de la Tierra es suficiente para equilibrar el tirón hacia abajo de densidad. Si se va más despacio, la fuerza de gravedad poco a poco hacer que su altura disminuya. La velocidad requerida se llama velocidad orbital, y que varía con la altura de la órbita. Para la estación espacial internacional o un transbordador espacial en la órbita baja de la Tierra, la velocidad orbital es de alrededor de 27.000 kilómetros por hora ( 17.000 millas por hora) .

Para un avión que está tratando de volar más alto y más alto, el aire es menos denso, lo que requiere una mayor velocidad para crear sustentación suficiente para mantener el avión hacia arriba. El concepto de la línea de Kármán es la altitud, donde la velocidad de vuelo aerodinámico es necesaria para apoyar todo el peso del avión sería igual a la velocidad orbital (suponiendo que la carga sobre el ala de un avión típico ) . En la práctica , soportar el peso completo no sería necesario mantener la altitud debido a la curvatura de la Tierra añade ascensor centrífuga medida que se aproxima la velocidad orbital . Sin embargo, la definición de la línea Karman descuida este efecto debido a la velocidad orbital de otro modo sería implícitamente suficiente para mantener cualquier altitud , independientemente de la densidad atmosférica. Por tanto, la línea Karman es la mayor altitud en la que la velocidad orbital puede proporcionar la suficiente sustentación aerodinámica para seguir volando en línea recta , que no sigue la curvatura de la superficie de la Tierra.

Al estudiar aeronáutica y astronáutica en la década de 1950 , Kármán calcula que por encima de una altitud de aproximadamente { { convert | 100 | km | mi | abbr = on} } , un vehículo tendría que viajar más rápido que la velocidad orbital con el fin de obtener suficiente sustentación aerodinámica de la atmósfera para apoyar en sí { { cita requerida | fecha = 10 2011 } } . a esta altura , la densidad del aire es de aproximadamente 1/2200000 la densidad en la superficie .